(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
メディアデータが圧縮されてなる、当該メディアデータの基本情報を格納したヘッダ領域と当該メディアデータの可変長符号を格納したマクロブロックデータ領域とを含む圧縮メディアデータが入力されると、少なくとも前記ヘッダ領域の所定部分と前記ヘッダ領域の終端から前記マクロブロックデータ領域の先頭を跨る部分とを暗号化する部分として特定する暗号処理判定部と、
前記圧縮メディアデータのうち、前記暗号処理判定部が特定した部分を暗号化する暗号処理部とを備えるメディア暗号化装置。
【請求項２】
暗号処理判定部は、圧縮メディアデータのうちの各ヘッダ領域の先頭部分と、前記各ヘッダ領域の終端からマクロブロックデータ領域の先頭を跨る部分とを暗号化する部分として特定することを特徴とする請求項１記載のメディア暗号化装置。
【請求項３】
暗号処理判定部は、圧縮メディアデータのうちの各ヘッダ領域の直前から先頭を跨る部分と、前記各ヘッダ領域の終端からマクロブロックデータ領域の先頭を跨る部分とを暗号化する部分として特定することを特徴とする請求項１記載のメディア暗号化装置。
【請求項４】
暗号処理判定部は、圧縮メディアデータのうちの各ヘッダ領域と、前記各ヘッダ領域の終端からマクロブロックデータ領域の先頭を跨る部分とを暗号化する部分として特定することを特徴とする請求項１記載のメディア暗号化装置。
【請求項５】
暗号処理判定部は、さらに、圧縮メディアデータのうちのマクロブロックデータ領域の先頭以外の任意部分を暗号化する部分として特定することを特徴とする請求項１記載のメディア暗号化装置。
【請求項６】
メディアデータを圧縮して、当該メディアデータの基本情報を格納したヘッダ領域と当該メディアデータの可変長符号を格納したマクロブロックデータ領域とを含む圧縮メディアデータを生成するメディア圧縮部を備えることを特徴とする請求項１項記載のメディア暗号化装置。
【請求項７】
暗号処理部は、暗号化した部分を示す暗号化部分情報を生成することを特徴とする請求項１記載のメディア暗号化装置。
【請求項８】
メディアデータが圧縮されてなる、当該メディアデータの少なくともサイズ情報を含む基本情報と当該メディアデータの可変長符号とを含む圧縮メディアデータが入力されると、所定のメディアファイルフォーマットに前記基本情報および前記可変長符号を多重化して基本情報多重化領域、サイズ情報多重化領域および可変長符号多重化領域を含む圧縮メディアファイルフォーマットを生成し、少なくとも前記基本情報多重化領域の所定部分と前記サイズ情報多重化領域と前記サイズ情報多重化領域の終端から前記可変長符号多重化領域の先頭を跨る部分とを暗号化する暗号化メディアファイルフォーマット作成部を備えるメディア暗号化装置。
【請求項９】
暗号化メディアファイルフォーマット作成部は、さらに、圧縮メディアファイルフォーマットのうちのサイズ情報多重化領域の直前部分を暗号化することを特徴とする請求項８記載のメディア暗号化装置。
【請求項１０】
暗号化メディアファイルフォーマット作成部は、さらに、圧縮メディアファイルフォーマットのうちの可変長符号多重化領域の先頭以外の任意部分を暗号化することを特徴とする請求項８記載のメディア暗号化装置。
【請求項１１】
メディアデータを圧縮して、当該メディアデータの少なくともサイズ情報を含む基本情報と当該メディアデータの可変長符号とを含む圧縮メディアデータを生成するメディア圧縮部を備えることを特徴とする請求項８記載のメディア暗号化装置。
【請求項１２】
暗号化メディアファイルフォーマット作成部は、暗号化した部分を示す暗号化部分情報を生成することを特徴とする請求項８記載のメディア暗号化装置。
【請求項１３】
メディアデータが圧縮されてなる、当該メディアデータの基本情報を格納したヘッダ領域と当該メディアデータの可変長符号を格納したマクロブロックデータ領域とを含む圧縮メディアデータが、さらに暗号化されてなる暗号化圧縮メディアデータが入力されると、少なくとも前記ヘッダ領域の所定部分と前記ヘッダ領域の終端から前記マクロブロックデータ領域の先頭を跨る部分とを暗号復号して前記圧縮メディアデータを生成する暗号復号処理部と、
前記圧縮メディアデータを伸張するメディア伸張部とを備えるメディア暗号復号装置。
【請求項１４】
暗号復号処理部は、暗号化圧縮メディアデータのうちの各ヘッダ領域の先頭部分と、前記各ヘッダ領域の終端からマクロブロックデータ領域の先頭を跨る部分とを暗号復号することを特徴とする請求項１３記載のメディア暗号復号装置。
【請求項１５】
暗号復号処理部は、暗号化圧縮メディアデータのうちの各ヘッダ領域の直前から先頭を跨る部分と、前記各ヘッダ領域の終端からマクロブロックデータ領域の先頭を跨る部分とを暗号復号することを特徴とする請求項１３記載のメディア暗号復号装置。
【請求項１６】
暗号復号処理部は、暗号化圧縮メディアデータのうちの各ヘッダ領域と、前記各ヘッダ領域の終端からマクロブロックデータ領域の先頭を跨る部分とを暗号復号することを特徴とする請求項１３記載のメディア暗号復号装置。
【請求項１７】
暗号復号処理部は、さらに、暗号化圧縮メディアデータのうちのマクロブロックデータ領域の先頭以外の任意部分を暗号復号することを特徴とする請求項１３記載のメディア暗号復号装置。
【請求項１８】
暗号復号処理部は、暗号化圧縮メディアデータと共に、当該暗号化圧縮メディアデータの暗号化された部分を示す暗号化部分情報が入力されると、当該暗号化部分情報が示す部分を暗号復号することを特徴とする請求項１３記載のメディア暗号復号装置。
【請求項１９】
メディアデータが圧縮されてなる、当該メディアデータの少なくともサイズ情報を含む基本情報と当該メディアデータの可変長符号とを含む圧縮メディアデータが、さらに所定のメディアファイルフォーマットに多重化および暗号化されてなる暗号化圧縮メディアファイルフォーマットが入力されると、当該暗号化圧縮メディアファイルフォーマットのうちの少なくとも基本情報多重化領域の所定部分とサイズ情報多重化領域と前記サイズ情報多重化領域の終端から可変長符号多重化領域の先頭を跨る部分とを暗号復号して圧縮メディアファイルフォーマットを生成する暗号復号処理部と、
前記圧縮メディアファイルフォーマットを解析して、前記圧縮メディアデータを生成するメディアファイルフォーマット解析部と、
前記メディアファイルフォーマット解析部が生成した前記圧縮メディアデータを伸張するメディア伸張部とを備えるメディア暗号復号装置。
【請求項２０】
暗号復号処理部は、さらに、暗号化圧縮メディアファイルフォーマットのうちのサイズ情報多重化領域の直前部分を暗号復号することを特徴とする請求項１９記載のメディア暗号復号装置。
【請求項２１】
暗号復号処理部は、さらに、暗号化圧縮メディアファイルフォーマットのうちの可変長符号多重化領域の先頭以外の任意部分を暗号化することを特徴とする請求項１９記載のメディア暗号復号装置。
【請求項２２】
暗号復号処理部は、暗号化圧縮メディアファイルフォーマットと共に、当該暗号化圧縮メディアファイルフォーマットの暗号化された部分を示す暗号化部分情報が入力されると、当該暗号化部分情報が示す部分を暗号復号することを特徴とする請求項１９記載のメディア暗号復号装置。
【請求項２３】
メディアデータが圧縮されてなる、当該メディアデータの基本情報を格納したヘッダ領域と当該メディアデータの可変長符号を格納したマクロブロックデータ領域とを含む圧縮メディアデータが入力されると、暗号処理判定部が、少なくとも前記ヘッダ領域の所定部分と前記ヘッダ領域の終端から前記マクロブロックデータ領域の先頭を跨る部分とを暗号化する部分として特定する暗号処理判定ステップと、
暗号処理部が、前記圧縮メディアデータのうち、前記暗号処理判定ステップで特定した部分を暗号化する暗号処理ステップとを備えるメディア暗号化方法。
【請求項２４】
暗号処理判定ステップは、圧縮メディアデータのうちの各ヘッダ領域の先頭部分と、前記各ヘッダ領域の終端からマクロブロックデータ領域の先頭を跨る部分とを暗号化する部分として特定することを特徴とする請求項２３記載のメディア暗号化方法。
【請求項２５】
暗号処理判定ステップは、圧縮メディアデータのうちの各ヘッダ領域の直前から先頭を跨る部分と、前記各ヘッダ領域の終端からマクロブロックデータ領域の先頭を跨る部分とを暗号化する部分として特定することを特徴とする請求項２３記載のメディア暗号化方法。
【請求項２６】
暗号処理判定ステップは、圧縮メディアデータのうちの各ヘッダ領域と、前記各ヘッダ領域の終端からマクロブロックデータ領域の先頭を跨る部分とを暗号化する部分として特定することを特徴とする請求項２３記載のメディア暗号化方法。
【請求項２７】
暗号処理判定ステップは、さらに、圧縮メディアデータのうちのマクロブロックデータ領域の先頭以外の任意部分を暗号化する部分として特定することを特徴とする請求項２３記載のメディア暗号化方法。
【請求項２８】
メディア圧縮部が、メディアデータを圧縮して、当該メディアデータの基本情報を格納したヘッダ領域と当該メディアデータの可変長符号を格納したマクロブロックデータ領域とを含む圧縮メディアデータを生成するメディア圧縮ステップを備え、
暗号処理判定ステップは、前記メディア圧縮ステップで生成した圧縮メディアデータを暗号化することを特徴とする請求項２３記載のメディア暗号化方法。
【請求項２９】
暗号処理ステップは、暗号化した部分を示す暗号化部分情報を生成することを特徴とする請求項２３記載のメディア暗号化方法。
【請求項３０】
メディアデータが圧縮されてなる、当該メディアデータの少なくともサイズ情報を含む基本情報と当該メディアデータの可変長符号とを含む圧縮メディアデータが入力されると、暗号化メディアファイルフォーマット作成部が、所定のメディアファイルフォーマットに前記基本情報および可変長符号を多重化して基本情報多重化領域、サイズ情報多重化領域および可変長符号多重化領域を含む圧縮メディアファイルフォーマットを生成し、少なくとも前記基本情報多重化領域の所定部分と前記サイズ情報多重化領域と前記サイズ情報多重化領域の終端から前記可変長符号多重化領域の先頭を跨る部分とを暗号化する暗号化メディアファイルフォーマット作成ステップを備えるメディア暗号化方法。
【請求項３１】
暗号化メディアファイルフォーマット作成ステップは、さらに、圧縮メディアファイルフォーマットのうちのサイズ情報多重化領域の直前部分を暗号化することを特徴とする請求項３０記載のメディア暗号化方法。
【請求項３２】
暗号化メディアファイルフォーマット作成ステップは、さらに、圧縮メディアファイルフォーマットのうちの可変長符号多重化領域の先頭以外の任意部分を暗号化することを特徴とする請求項３０記載のメディア暗号化方法。
【請求項３３】
メディア圧縮部が、メディアデータを圧縮して、当該メディアデータの少なくともサイズ情報を含む基本情報と当該メディアデータの可変長符号とを含む圧縮メディアデータを生成するメディア圧縮ステップを備え、
暗号化メディアファイルフォーマット作成ステップは、前記メディア圧縮ステップで生成した前記圧縮メディアデータを多重化および暗号化することを特徴とする請求項３０記載のメディア暗号化方法。
【請求項３４】
暗号化メディアファイルフォーマット作成ステップは、暗号化した部分を示す暗号化部分情報を生成することを特徴とする請求項３０記載のメディア暗号化方法。
【請求項３５】
メディアデータが圧縮されてなる、当該メディアデータの基本情報を格納したヘッダ領域と当該メディアデータの可変長符号を格納したマクロブロックデータ領域とを含む圧縮メディアデータが、さらに暗号化されてなる暗号化圧縮メディアデータが入力されると、暗号復号処理部が、少なくとも前記ヘッダ領域の所定部分と前記ヘッダ領域の終端から前記マクロブロックデータ領域の先頭を跨る部分とを暗号復号して前記圧縮メディアデータを生成する暗号復号処理ステップと、
メディア伸張部が、前記圧縮メディアデータを伸張するメディア伸張ステップとを備えるメディア暗号復号方法。
【請求項３６】
暗号復号ステップは、暗号化圧縮メディアデータのうちの各ヘッダ領域の先頭部分と、前記各ヘッダ領域の終端からマクロブロックデータ領域の先頭を跨る部分とを暗号復号することを特徴とする請求項３５記載のメディア暗号復号方法。
【請求項３７】
暗号復号ステップは、暗号化圧縮メディアデータのうちの各ヘッダ領域の直前から先頭を跨る部分と、前記各ヘッダ領域の終端からマクロブロックデータ領域の先頭を跨る部分とを暗号復号することを特徴とする請求項３５記載のメディア暗号復号方法。
【請求項３８】
暗号復号ステップは、暗号化圧縮メディアデータのうちの各ヘッダ領域と、前記各ヘッダ領域の終端からマクロブロックデータ領域の先頭を跨る部分とを暗号復号することを特徴とする請求項３５記載のメディア暗号復号方法。
【請求項３９】
暗号復号ステップは、さらに、暗号化圧縮メディアデータのうちのマクロブロックデータ領域の先頭以外の任意部分を暗号復号することを特徴とする請求項３５記載のメディア暗号復号方法。
【請求項４０】
暗号復号処理ステップは、暗号化圧縮メディアデータと共に、当該暗号化圧縮メディアデータの暗号化された部分を示す暗号化部分情報が入力されると、当該暗号化部分情報が示す部分を暗号復号することを特徴とする請求項３５記載のメディア暗号復号方法。
【請求項４１】
メディアデータが圧縮されてなる、当該メディアデータの少なくともサイズ情報を含む基本情報と当該メディアデータの可変長符号とを含む圧縮メディアデータが、さらに所定のメディアファイルフォーマットに多重化および暗号化されてなる暗号化圧縮メディアファイルフォーマットが入力されると、暗号復号処理部が、当該暗号化圧縮メディアファイルフォーマットのうちの少なくとも基本情報多重化領域の所定部分とサイズ情報多重化領域と前記サイズ情報多重化領域の終端から可変長符号多重化領域の先頭を跨る部分とを暗号復号して圧縮メディアファイルフォーマットを生成する暗号復号処理ステップと、
メディアファイルフォーマット解析部が、前記圧縮メディアファイルフォーマットを解析して、前記圧縮メディアデータを生成するメディアファイルフォーマット解析ステップと、
メディア伸張部が、前記メディアファイルフォーマット解析ステップで生成した前記圧縮メディアデータを伸張するメディア伸張ステップとを備えるメディア暗号復号方法。
【請求項４２】
暗号復号処理ステップは、さらに、暗号化圧縮メディアファイルフォーマットのうちのサイズ情報多重化領域の直前部分を暗号復号することを特徴とする請求項４１記載のメディア暗号復号方法。
【請求項４３】
暗号復号処理ステップは、さらに、暗号化圧縮メディアファイルフォーマットのうちの可変長符号多重化領域の先頭以外の任意部分を暗号化することを特徴とする請求項４１記載のメディア暗号復号方法。
【請求項４４】
暗号復号処理ステップは、暗号化圧縮メディアファイルフォーマットと共に、当該暗号化圧縮メディアファイルフォーマットの暗号化された部分を示す暗号化部分情報が入力されると、当該暗号化部分情報が示す部分を暗号復号することを特徴とする請求項４１記載のメディア暗号復号方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、メディアデータを暗号化して保護するためのメディア暗号化装置およびメディア暗号化方法、ならびに暗号化により保護されたメディアデータを復号するためのメディア暗号復号装置およびメディア暗号復号方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
多くのマルチメディアコンテンツは、著作権保護または閲覧制限を目的として暗号化され、保護されている。画像、音声等のマルチメディアデータは一般にデータ量が膨大であり、データ全てを暗号化する場合、膨大な処理を要する。
【０００３】
そこで、特許文献１〜３に、メディアファイル中の暗号化するデータ量を減らす方法が開示されている。
特許文献１に係る圧縮動画像情報の暗号化装置は、フレーム内符号化およびフレーム間符号化を用いて圧縮された動画像データ中の、フレーム内符号化画像のみを暗号化する。
【０００４】
特許文献２に係る画像暗号化装置は、直交変換および可変長符号化により圧縮された画像の低周波成分のみを暗号化する。
【０００５】
特許文献３に係る符号化装置は、画像を可変長符号化により圧縮する際に、任意時点で可変長符号テーブルを別のテーブルに変更することで、変更された可変長符号テーブルを通知されていない復号装置側での画像の読み出しを不可能にする。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平７−１８４１８８号公報
【特許文献２】特開平１１−８８８５７号公報
【特許文献３】特開２００１−２７４７９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に係る発明では、フレーム内符号化画像を推定することで、画像を推定できるという課題があった。
特許文献２に係る発明では、可変長符号の開始位置が容易に特定できるため、攻撃されやすいという課題があった。また、一般に低周波成分は符号量が大きいので、大きな処理量の削減が望めないという課題もあった。
特許文献３に係る発明では、可変長符号テーブルのパターンが少ない場合、総当り攻撃により復号されてしまう課題があった。
【０００８】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、暗号化に要する処理量を削減しながら、攻撃に十分耐えうる安全性の高い暗号化を行うメディア暗号化装置およびメディア暗号化方法、ならびに暗号化されたメディアデータを暗号復号するメディア暗号復号装置およびメディア暗号復号方法を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明に係るメディア暗号化装置は、メディアデータが圧縮されてなる、当該メディアデータの基本情報を格納したヘッダ領域と当該メディアデータの可変長符号を格納したマクロブロックデータ領域とを含む圧縮メディアデータが入力されると、少なくともヘッダ領域の所定部分とヘッダ領域の終端からマクロブロックデータ領域の先頭を跨る部分とを暗号化する部分として特定する暗号処理判定部と、圧縮メディアデータのうち、暗号処理判定部が特定した部分を暗号化する暗号処理部とを備えるものである。
【００１０】
この発明に係るメディア暗号化装置は、メディアデータが圧縮されてなる、当該メディアデータの少なくともサイズ情報を含む基本情報と当該メディアデータの可変長符号とを含む圧縮メディアデータが入力されると、所定のメディアファイルフォーマットに基本情報および可変長符号を多重化して基本情報多重化領域、サイズ情報多重化領域および可変長符号多重化領域を含む圧縮メディアファイルフォーマットを生成し、少なくとも基本情報多重化領域の所定部分とサイズ情報多重化領域とサイズ情報多重化領域の終端から可変長符号多重化領域の先頭を跨る部分とを暗号化する暗号化メディアファイルフォーマット作成部を備えるものである。
【００１１】
この発明に係るメディア暗号復号装置は、メディアデータが圧縮されてなる、当該メディアデータの基本情報を格納したヘッダ領域と当該メディアデータの可変長符号を格納したマクロブロックデータ領域とを含む圧縮メディアデータが、さらに暗号化されてなる暗号化圧縮メディアデータが入力されると、少なくともヘッダ領域の所定部分とヘッダ領域の終端からマクロブロックデータ領域の先頭を跨る部分とを暗号復号して圧縮メディアデータを生成する暗号復号処理部と、圧縮メディアデータを伸張するメディア伸張部とを備えるものである。
【００１２】
この発明に係るメディア暗号復号装置は、メディアデータが圧縮されてなる、当該メディアデータの少なくともサイズ情報を含む基本情報と当該メディアデータの可変長符号とを含む圧縮メディアデータが、さらに所定のメディアファイルフォーマットに多重化および暗号化されてなる暗号化圧縮メディアファイルフォーマットが入力されると、当該暗号化圧縮メディアファイルフォーマットのうちの少なくとも基本情報多重化領域の所定部分とサイズ情報多重化領域とサイズ情報多重化領域の終端から可変長符号多重化領域の先頭を跨る部分とを暗号復号して圧縮メディアファイルフォーマットを生成する暗号復号処理部と、圧縮メディアファイルフォーマットを解析して、圧縮メディアデータを生成するメディアファイルフォーマット解析部と、メディアファイルフォーマット解析部が生成した圧縮メディアデータを伸張するメディア伸張部とを備えるものである。
【００１３】
この発明に係るメディア暗号化方法は、メディアデータが圧縮されてなる、当該メディアデータの基本情報を格納したヘッダ領域と当該メディアデータの可変長符号を格納したマクロブロックデータ領域とを含む圧縮メディアデータが入力されると、暗号処理判定部が、少なくともヘッダ領域の所定部分とヘッダ領域の終端からマクロブロックデータ領域の先頭を跨る部分とを暗号化する部分として特定する暗号処理判定ステップと、暗号処理部が、圧縮メディアデータのうち、暗号処理判定ステップで特定した部分を暗号化する暗号処理ステップとを備えるものである。
【００１４】
この発明に係るメディア暗号化方法は、メディアデータが圧縮されてなる、当該メディアデータの少なくともサイズ情報を含む基本情報と当該メディアデータの可変長符号とを含む圧縮メディアデータが入力されると、暗号化メディアファイルフォーマット作成部が、所定のメディアファイルフォーマットに基本情報および可変長符号を多重化して基本情報多重化領域、サイズ情報多重化領域および可変長符号多重化領域を含む圧縮メディアファイルフォーマットを生成し、少なくとも基本情報多重化領域の所定部分とサイズ情報多重化領域とサイズ情報多重化領域の終端から可変長符号多重化領域の先頭を跨る部分とを暗号化する暗号化メディアファイルフォーマット作成ステップを備えるものである。
【００１５】
この発明に係るメディア暗号復号方法は、メディアデータが圧縮されてなる、当該メディアデータの基本情報を格納したヘッダ領域と当該メディアデータの可変長符号を格納したマクロブロックデータ領域とを含む圧縮メディアデータが、さらに暗号化されてなる暗号化圧縮メディアデータが入力されると、暗号復号処理部が、少なくともヘッダ領域の所定部分とヘッダ領域の終端からマクロブロックデータ領域の先頭を跨る部分とを暗号復号して圧縮メディアデータを生成する暗号復号処理ステップと、メディア伸張部が、圧縮メディアデータを伸張するメディア伸張ステップとを備えるものである。
【００１６】
この発明に係るメディア暗号復号方法は、メディアデータが圧縮されてなる、当該メディアデータの少なくともサイズ情報を含む基本情報と当該メディアデータの可変長符号とを含む圧縮メディアデータが、さらに所定のメディアファイルフォーマットに多重化および暗号化されてなる暗号化圧縮メディアファイルフォーマットが入力されると、暗号復号処理部が、当該暗号化圧縮メディアファイルフォーマットのうちの少なくとも基本情報多重化領域の所定部分とサイズ情報多重化領域とサイズ情報多重化領域の終端から可変長符号多重化領域の先頭を跨る部分とを暗号復号して圧縮メディアファイルフォーマットを生成する暗号復号処理ステップと、メディアファイルフォーマット解析部が、圧縮メディアファイルフォーマットを解析して、圧縮メディアデータを生成するメディアファイルフォーマット解析ステップと、メディア伸張部が、メディアファイルフォーマット解析ステップで生成した圧縮メディアデータを伸張するメディア伸張ステップとを備えるものである。
【発明の効果】
【００１７】
この発明によれば、圧縮メディアデータのうちのヘッダ領域の所定部分とヘッダ領域の終端からマクロブロックデータ領域の先頭を跨る部分とを暗号化するようにしたので、暗号化に要する処理を大幅に削減しつつ、攻撃に十分耐えうる安全性の高い暗号化圧縮メディアデータを生成可能なメディア暗号化装置およびメディア暗号化方法を得ることができる。
【００１８】
この発明によれば、圧縮メディアファイルフォーマットのうちの基本情報多重化領域の所定部分とサイズ情報多重化領域とサイズ情報多重化領域の終端から可変長符号多重化領域の先頭を跨る部分とを暗号化するようにしたので、暗号化に要する処理を大幅に削減しつつ、攻撃に十分耐えうる安全性の高い暗号化圧縮メディアファイルフォーマットを生成可能なメディア暗号化装置およびメディア暗号化方法を得ることができる。
【００１９】
この発明によれば、暗号化圧縮メディアデータのうちのヘッダ領域の所定部分とヘッダ領域の終端からマクロブロックデータ領域の先頭を跨る部分とを暗号復号するようにしたので、暗号化されたデータ量が小さいことにより、暗号復号時の処理量も十分小さくすることが可能なメディア暗号復号装置およびメディア暗号復号方法を得ることができる。
【００２０】
この発明によれば、暗号化圧縮メディアファイルフォーマットのうちの基本情報多重化領域の所定部分とサイズ情報多重化領域とサイズ情報多重化領域の終端から可変長符号多重化領域の先頭を跨る部分とを暗号復号するようにしたので、暗号化されたデータ量が小さいことにより、暗号復号時の処理量も十分小さくすることが可能なメディア暗号復号装置およびメディア暗号復号方法を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】この発明の実施の形態１に係るメディア暗号化装置の構成を示すブロック図である。
【図２】シーケンスとＧＯＰの関係の一例を示す図である。
【図３】５つのスライスからなるピクチャの例を示す図である。
【図４】マクロブロックとブロックの関係の一例を示す図である。
【図５】図１に示す動画像圧縮部が出力する圧縮動画像データの構成例を示す図である。
【図６】実施の形態１に係るメディア暗号化装置において、圧縮動画像データ中の暗号化される部分の一例を示す図である。
【図７】この発明の実施の形態１に係るメディア暗号復号装置の構成を示すブロック図である。
【図８】この発明の実施の形態２に係るメディア暗号化装置において、圧縮動画像データ中の暗号化される部分の一例を示す図である。
【図９】この発明の実施の形態３に係るメディア暗号化装置において、圧縮動画像データ中の暗号化される部分の一例を示す図である。
【図１０】この発明の実施の形態４に係るメディア暗号化装置において、圧縮動画像データ中の暗号化される部分の一例を示す図である。
【図１１】この発明の実施の形態５に係るメディア暗号化装置の構成を示すブロック図である。
【図１２】この発明の実施の形態６に係るメディア暗号化装置の構成を示すブロック図である。
【図１３】ＭＰ４ファイルのボックス構造を示す図である。
【図１４】ＭＰ４ファイルのデータ構造の一例を示す図である。
【図１５】Ｈ．２６４動画像データを多重化した場合の、ＭＤＡＴボックスの構造の一例を示す図である。
【図１６】実施の形態６に係るメディア暗号化装置において、ＭＰ４データ中の暗号化される部分の一例を示す図である。
【図１７】この発明の実施の形態６に係るメディア暗号復号装置の構成を示すブロック図である。
【図１８】この発明の実施の形態７に係るメディア暗号化装置において、ＭＰ４データ中の暗号化される部分の一例を示す図である。
【図１９】この発明の実施の形態８に係るメディア暗号化装置において、ＭＰ４データ中の暗号化される部分の一例を示す図である。
【図２０】この発明の実施の形態９に係るメディア暗号化装置の構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、この発明をより詳細に説明するために、この発明を実施するための形態について、添付の図面に従って説明する。従来、メディアデータを圧縮することを符号化、圧縮されたメディアデータを伸張することを復号と呼ぶことがあるが、本発明ではこの復号と暗号復号とを区別するために、メディアデータの符号化および復号という表現は用いずに、圧縮および伸張と表現する。また、暗号化されたデータを平文に戻すことを暗号復号と呼ぶこととする。
【００２３】
実施の形態１．
図１に示すように、本実施の形態１に係るメディア暗号化装置は、非圧縮動画像データ（メディアデータ）を圧縮し、ヘッダ領域および可変長符号領域を含む圧縮動画像データ（圧縮メディアデータ）を生成する動画像圧縮部（メディア圧縮部）１０１と、暗号化部分を示す判定情報に基づいて、圧縮動画像データのうちの暗号化する部分を特定する暗号処理判定部１０２と、圧縮動画像データのうち、暗号処理判定部１０２が特定した部分を暗号化して暗号化圧縮動画像データ（暗号化圧縮メディアデータ）を生成する暗号処理部１０３とから構成される。
【００２４】
以下、各処理ブロックを説明する。
動画像圧縮部１０１は、非圧縮動画像データの圧縮処理を行い、順次、圧縮動画像データを出力する。この圧縮処理は、ＭＰＥＧ（Ｍｏｖｉｎｇ  Ｐｉｃｔｕｒｅ  Ｅｘｐｅｒｔ  Ｇｒｏｕｐ）またはＨ．２６４等、可変長符号化を行う方式であればどのような方式でも良い。
【００２５】
ここで、動画像圧縮部１０１が扱う、動画像圧縮方式の基本的なデータ構成について説明する。先ず、１つの動画像全体をシーケンスと呼ぶ。シーケンスは複数枚の画像から構成されており、シーケンスの一部の複数枚の画像をＧＯＰ（Ｇｒｏｕｐ  Ｏｆ  Ｐｉｃｔｕｒｅｓ）と呼ぶ。図２は、シーケンスとＧＯＰの関係を表した図であり、２０枚の画像からなるシーケンスと、５枚の画像からなる４つのＧＯＰとで構成された例を示している。
【００２６】
また、１枚の画像はピクチャと呼ばれる。さらに、ピクチャの一部をスライスと呼び、ピクチャは１以上のスライスから構成される。このスライスは１以上のマクロブロックから構成される。図３は、５つのスライスからなるピクチャの例を示す図である。
【００２７】
また、マクロブロックは、１６画素×１６ラインから構成され、さらに８画素×８ラインのブロックに分割される。図４は、マクロブロックとブロックの関係の一例を示す図である。
【００２８】
図５は、動画像圧縮部１０１が出力する圧縮動画像データの構成例を示す図である。圧縮動画像データはシーケンスヘッダ、ＧＯＰヘッダおよびＧＯＰデータから構成され、このＧＯＰデータはピクチャヘッダおよびピクチャデータから構成され、このピクチャデータはスライスヘッダおよびマクロブロックデータから構成される。
【００２９】
圧縮動画像データのうち、シーケンスヘッダ、ＧＯＰヘッダ、ピクチャヘッダ、スライスヘッダをそれぞれヘッダ領域と称す。各ヘッダ領域には、画像の幅、高さ、ビット深度、フレームレート、ピクチャタイプ（画面内符号化ピクチャ、画面間符号化ピクチャ）、量子化パラメータ等の動画像圧縮処理に必要な基本情報が記録される。また、各ヘッダ領域の先頭部分はスタートコードと呼ばれるユニークワードが記録される場合が多い。これにより、動画像のランダムアクセスが可能になると共に、動画像の一部のデータが破損した場合であっても、スタートコードの地点から伸張が可能となる。
【００３０】
圧縮動画像データのうち、マクロブロックデータを可変長符号領域と称す。実際に圧縮された動画像データが記録されるのがこのマクロブロックの部分であり、一般にデータは可変長符号化される。この可変長符号化方式にはハフマン符号化、算術符号化等、動画像圧縮形式毎に様々な方式が採用されているが、動画像圧縮部１０１ではその種類は問わない。
【００３１】
なお、ここでは、一般的な動画像圧縮方式を例に説明したが、ピクチャ、ＧＯＰ、スライス、マクロブロック、ブロックといった用語は動画像圧縮方式によって異なることもある。また、動画像圧縮方式によっては、ＧＯＰヘッダまたはピクチャヘッダが存在しない方式もある。また、図４では、マクロブロックの例として１６画素×１６ライン、ブロックの例として８画素×８ラインを示したが、大きさは画像圧縮方式によって異なるので、図４の例に限定されるものではない。例えば、Ｈ．２６４方式では、ブロックのサイズは４画素×４ラインである。ここでは、動画像圧縮部１０１が生成する圧縮動画像データに含まれる各領域の構成の違いおよび用語の違いは問わないこととする。
【００３２】
動画像圧縮部１０１から順次出力される圧縮動画像データ（図５に示す）は、暗号処理判定部１０２と暗号処理部１０３とにそれぞれ入力される。
【００３３】
暗号処理判定部１０２は、予め設定された判定情報に基づいて、順次入力される圧縮動画像データの暗号化処理判定を行ってその圧縮動画像データが暗号化部分に相当するか否かを判定し、判定結果を暗号処理部１０３に出力する。以下、判定情報として定義する暗号化部分の例を説明する。
【００３４】
図６は、圧縮動画像データ中の暗号化される部分を示す図である。図６の例では、ＧＯＰデータの途中にある暗号化部分はピクチャヘッダ先頭の暗号化部分およびピクチャデータの暗号化部分を示している。さらに、ピクチャデータの途中にある暗号化部分は、スライスヘッダ先頭の暗号化部分およびスライスヘッダ終端からマクロブロックデータ先頭に跨る暗号化部分を示している。従って、暗号化部分は、シーケンス、ＧＯＰ、ピクチャ、スライスの各ヘッダ領域の先頭部分と、スライスヘッダ（ヘッダ領域）の終端からマクロブロックデータ（可変長符号領域）の先頭を跨る部分とのみである。
【００３５】
前述の通り、ヘッダ領域の先頭部分には、ランダムアクセスおよび動画像再生の復帰位置となるスタートコードがユニークワードとして記録されている。よって、ヘッダ領域の先頭部分を暗号化することで、ヘッダの開始位置であるスタートコードの位置を特定することが困難となり、ヘッダ領域に記録された画像の幅、高さ、ビット深度、フレームレート、ピクチャタイプ、量子化パラメータ等の動画像の圧縮に関する基本情報を得ることが困難となる。これにより、メディア暗号復号装置側での暗号化圧縮動画像データの暗号復号および圧縮動画像データの伸張が困難となる。
【００３６】
また、ヘッダ領域の先頭から具体的にどの部分までを暗号化するかについては、任意とする。暗号化量が多いほど、メディア暗号復号装置側での暗号復号および伸張は困難になる一方、後述の暗号処理部１０３における暗号化に要する処理量が増大する。そこで、画像の幅、高さ、ビット深度、フレームレート、ピクチャタイプ、量子化パラメータ等の、動画像データの重要な部分を含むように暗号化部分を決定すると良い。
【００３７】
また、もう１つの暗号化部分であるスライスヘッダ終端からマクロブロックデータ先頭に跨る部分に関しては、可変長符号の開始位置を必ず含むように暗号化部分を決定する。前述の通り、マクロブロックデータは動画像圧縮部１０１の可変長符号化処理により圧縮された画像データであるので、この可変長符号領域の先頭位置を暗号化することにより、メディア暗号復号装置側での可変長復号が困難となり、動画像再生は困難となる。
【００３８】
暗号処理部１０３は、暗号処理判定部１０２から出力された判定結果を受けて、別途入力される暗号鍵を使って、動画像圧縮部１０１から出力された圧縮動画像データの暗号化を実行し、暗号化圧縮動画像データと暗号化部分情報とを生成し、出力する。
【００３９】
暗号化圧縮動画像データは、圧縮動画像データのうち、図６に示すように各ヘッダ領域の先頭部分と、各ヘッダ領域のうちのスライスヘッダの終端から可変長符号領域の先頭に跨る部分とが暗号化されたものである。シーケンス全体を暗号化する場合に比べ、暗号化処理に要する処理量を大幅に削減することが可能となる。
また、暗号化部分情報とは、暗号化圧縮動画像データにおいて、どの部分が暗号化されているか、即ち暗号化部分の位置を示す情報であり、暗号復号する際に用いられる。なお、暗号化部分情報は、暗号鍵と同様、管理が求められるが、本発明ではその管理の方法は問わない。
【００４０】
なお、暗号化方式は、ＤＥＳ（Ｄａｔａ  Ｅｎｃｒｉｐｔｉｏｎ  Ｓｔａｎｄａｒｄ）、ＡＥＳ（Ａｄｖａｎｃｅｄ  Ｅｎｃｒｉｐｔｉｏｎ  Ｓｔａｎｄａｒｄ）等、多くの方式が知られているが、暗号処理部１０３による暗号化方式の種類は問わない。
【００４１】
次に、暗号化圧縮動画像データの暗号復号を行うメディア暗号復号装置を説明する。
図７に示すように、本実施の形態１に係るメディア暗号復号装置は、前述のメディア暗号化装置から出力された暗号化圧縮動画像データ（暗号化圧縮メディアデータ）を入力に用いて、暗号化圧縮動画像データ中の暗号化された部分を暗号復号して平文の圧縮動画像データ（圧縮メディアデータ）を生成する暗号復号処理部１０４と、圧縮動画像データを伸張して非圧縮動画像データを生成する動画像伸張部（メディア伸張部）１０５とから構成される。
【００４２】
以下、各処理ブロックを説明する。
暗号復号処理部１０４は、暗号化部分情報および暗号化圧縮動画像データが入力されると、暗号化部分情報から暗号化圧縮動画像データの図６に示した暗号化部分を特定し、別途入力される暗号鍵を用いて、その暗号化部分の暗号復号を行い、平文となった圧縮動画像データを得る。得られた圧縮動画像データは動画像伸張部１０５に出力される。
【００４３】
暗号復号処理部１０４は、暗号化圧縮動画像データのうち、各ヘッダ領域の先頭部分と、各ヘッダ領域のうちのスライスヘッダの終端から可変長符号領域の先頭に跨る部分とを暗号復号すればよいので、シーケンス全体を暗号復号する場合に比べて暗号復号処理を行う部分が小さく、小さな処理量で暗号復号が可能である。
【００４４】
動画像伸張部１０５は、メディア暗号化装置の暗号処理部１０３による動画像圧縮方式に対応した動画像伸張方式により、暗号復号処理部１０４から入力される圧縮動画像データの伸張処理を行い、非圧縮動画像データを得る。
これにより、メディア暗号復号装置は非圧縮の動画像を得ることができる。
【００４５】
以上より、実施の形態１によれば、メディア暗号化装置を、動画像データを圧縮して、当該動画像データの基本情報を格納したヘッダと当該動画像データの可変長符号を格納したマクロブロックデータとを含む圧縮動画像データを生成する動画像圧縮部１０１と、動画像圧縮部１０１から圧縮動画像データが入力されると、各ヘッダの先頭部分と、各スライスヘッダの終端からマクロブロックデータの先頭を跨る部分とを暗号化する部分として特定する暗号処理判定部１０２と、圧縮動画像データのうち、暗号処理判定部１０２が特定した部分を暗号化すると共に、暗号化した部分を示す暗号化部分情報を生成する暗号処理部１０３とを備えるように構成した。このため、暗号化に要する処理を大幅に削減しつつ、攻撃に十分耐えうる安全性の高い圧縮動画像データの暗号化が可能になる。
【００４６】
また、実施の形態１によれば、メディア暗号復号装置を、暗号化圧縮動画像データと共に、当該暗号化圧縮動画像データの暗号化された部分を示す暗号化部分情報が入力されると、暗号化部分情報が示す各ヘッダの先頭部分と、各スライスヘッダの終端からマクロブロックデータの先頭を跨る部分とを暗号復号して圧縮動画像データを生成する暗号復号処理部１０４と、圧縮動画像データを伸張する動画像伸張部１０５とを備えるように構成した。このため、暗号復号を行う際も、小さな処理量で暗号復号が可能になる。
【００４７】
実施の形態２．
本実施の形態２に係るメディア暗号化装置は、図１に示す上記実施の形態１のメディア暗号化装置と図面上では同様の構成であるため、以下では図１を援用して説明する。上記実施の形態１では、図６に示したように、圧縮動画像データ中の各ヘッダの先頭部分と、スライスヘッダの終端から可変長符号開始位置を含むマクロブロックデータの先頭を跨る部分とを暗号化した。これに対して、本実施の形態２では、図８に示すように、各ヘッダの直前から先頭を跨る部分と、スライスヘッダの終端から可変長符号開始位置を含むマクロブロックデータの先頭を跨る部分とを暗号化する。
【００４８】
従って、暗号処理判定部１０２は、図８に示す暗号化部分が定義された判定情報に従って、動画像圧縮部１０１から順次入力される圧縮動画像データの暗号化部分を判定し、暗号処理部１０３がその判定結果に従って暗号化部分の暗号化処理を行う。
【００４９】
各ヘッダ領域の直前から先頭を跨いで暗号化することにより、各ヘッダ領域のスタートコード位置を判別することがより困難になり、上記実施の形態１に比べて暗号化に要する処理量は増えるが、安全性をより高めることができる。
【００５０】
本実施の形態２に係るメディア暗号復号装置は、図７に示す上記実施の形態１のメディア暗号復号装置と図面上では同様の構成であり、上述したメディア暗号化装置が暗号化した暗号化圧縮動画像データおよび暗号化部分情報を用いて、上記実施の形態１のメディア暗号復号装置と同様の動作により暗号復号を行う。
【００５１】
以上より、実施の形態２によれば、メディア暗号化装置の暗号処理判定部１０２を、圧縮動画像データのうちの各ヘッダの直前から先頭を跨る部分と、各スライスヘッダの終端からマクロブロックデータの先頭を跨る部分とを暗号化する部分として特定するように構成した。このため、ヘッダ領域のスタートコード位置を判別することがより困難になり、安全性をさらに高めることができる。
【００５２】
実施の形態３．
本実施の形態３に係るメディア暗号化装置は、図１に示す上記実施の形態１のメディア暗号化装置と図面上では同様の構成であるため、以下では図１を援用して説明する。上記実施の形態１では、図６に示したように、圧縮動画像データ中の各ヘッダの先頭部分と、各スライスヘッダの終端から可変長符号開始位置を含むマクロブロックデータの先頭を跨る部分とを暗号化した。これに対して、本実施の形態３では、図９に示すように、各ヘッダ全体と、各スライスヘッダの終端から可変長符号開始位置を含むマクロブロックデータの先頭を跨る部分とを暗号化する。
【００５３】
従って、暗号処理判定部１０２は、図９に示す暗号化部分が定義された判定情報に従って、動画像圧縮部１０１から順次入力される圧縮動画像データの暗号化部分を判定し、暗号処理部１０３がその判定結果に従って暗号化部分の暗号化処理を行う。
【００５４】
各ヘッダ領域の情報全体を暗号化することにより、上記実施の形態１に比べて暗号化に要する処理量は増えるが、安全性をより高めることができる。
【００５５】
なお、各ヘッダ領域のうち、シーケンスヘッダのようにシーケンス全てに影響する重要なヘッダ領域は全て暗号化し、スライスヘッダのようにスライスにしか影響しないヘッダ領域は上記実施の形態１，２と同様にヘッダ領域の一部（先頭部分、または先頭部分とその直前部分）のみを暗号化しても良い。
【００５６】
本実施の形態３に係るメディア暗号復号装置は、図７に示す上記実施の形態１のメディア暗号復号装置と図面上では同様の構成であり、上述したメディア暗号化装置が暗号化した暗号化圧縮動画像データおよび暗号化部分情報を用いて、上記実施の形態１のメディア暗号復号装置と同様の動作により暗号復号を行う。
【００５７】
以上より、実施の形態３によれば、メディア暗号化装置の暗号処理判定部１０２を、圧縮動画像データのうちの各ヘッダと、各スライスヘッダの終端からマクロブロックデータの先頭を跨る部分とを暗号化する部分として特定するように構成した。このため、安全性をさらに高めることができる。
【００５８】
実施の形態４．
本実施の形態４に係るメディア暗号化装置は、図１に示す上記実施の形態１のメディア暗号化装置と図面上では同様の構成であるため、以下では図１を援用して説明する。上記実施の形態１では、図６に示したように、圧縮動画像データ中の各ヘッダの先頭部分と、スライスヘッダの終端から可変長符号開始位置を含むマクロブロックデータの先頭を跨る部分とを暗号化した。これに対して、本実施の形態４では、図１０に示すように、各ヘッダの先頭部分と、スライスヘッダの終端から可変長符号開始位置を含むマクロブロックデータの先頭を跨る部分とに加え、さらに、マクロブロックデータの先頭以外の任意部分も暗号化する。
【００５９】
マクロブロックデータの先頭以外の任意部分は、完全にランダムに選択しても良いし、またはマクロブロックタイプ等の特定のデータを含む部分を優先的に選択しても良いし、あるいはマクロブロックデータの前半部分を優先的に選択しても良い。これにより、暗号化を行ったストリームに対して復号装置側で暗号復号を行わずに画像伸張処理を行うような場合に、画像の前半部分で可変長復号が失敗して早い段階で画像伸張処理が中断されるようになるので、安全性を高めることができる。
【００６０】
また、安全性を高めるために、画面内符号化ピクチャのマクロブロックデータについては、暗号化部分を増やしても良い。
【００６１】
また、多くの画像圧縮方式ではＤＣＴ（Ｄｉｓｃｒｅｔｅ  Ｃｏｓｉｎｅ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）変換処理、および動きベクトルによる動き補償予測処理が用いられている。そこで、動画像圧縮部１０１がＤＣＴ変換処理および動き補償予測処理を行う構成の場合に、安全性を高めるために、画面内符号化ピクチャのマクロブロックデータについては画像を特徴付けるＤＣＴ係数の低周波成分部分を暗号化し、画面間符号化ピクチャのマクロブロックデータについては動きベクトル部分を暗号化する等、ピクチャタイプによって暗号化部分を変更しても良い。
【００６２】
従って、暗号処理判定部１０２は、図９に示す暗号化部分が定義された判定情報に従って、動画像圧縮部１０１から順次入力される圧縮動画像データの暗号化部分を判定し、暗号処理部１０３がその判定結果に従って暗号化部分の暗号化処理を行う。
【００６３】
マクロブロックデータの先頭以外の任意部分を暗号化して、各マクロブロックデータの暗号化部分を増やすことにより、上記実施の形態１に比べて暗号化に要する処理量は増えるが、安全性をより高めることができる。
【００６４】
なお、上記実施の形態１と同様に各ヘッダ領域の先頭部分を暗号化しているが、これに限定されるものではなく、上記実施の形態２と同様に各ヘッダ領域の直前から先頭を跨る部分を暗号化しても良いし、または上記実施の形態３と同様に各ヘッダ領域全体を暗号化しても良い。
【００６５】
本実施の形態４に係るメディア暗号復号装置は、図７に示す上記実施の形態１のメディア暗号復号装置と図面上では同様の構成であり、上述したメディア暗号化装置が暗号化した暗号化圧縮動画像データおよび暗号化部分情報を用いて、上記実施の形態１のメディア暗号復号装置と同様の動作により暗号復号を行う。
【００６６】
以上より、実施の形態４によれば、メディア暗号化装置の暗号処理判定部１０２を、さらに、圧縮動画像データのうちのマクロブロックデータの先頭以外の任意部分を暗号化する部分として特定するように構成した。このため、安全性をさらに高めることができる。
【００６７】
実施の形態５．
図１１は、本実施の形態５に係るメディア暗号化装置の構成を示すブロック図である。図１１に示すメディア暗号化装置は、暗号処理判定部１０２と、暗号処理部１０３とから構成される。なお、図１１において図１と同一または相当の部分については同一の符号を付し説明を省略する。
【００６８】
上記実施の形態１〜４に係るメディア暗号化装置は図１に示した通り、動画像圧縮部１０１が非圧縮動画像データを圧縮しながら、暗号処理判定部１０２が順次暗号化部分を特定して暗号処理部１０３で暗号化を行って、暗号化圧縮動画像データと暗号化部分情報とを得る構成であった。これに対して、本実施の形態５に係るメディア暗号化装置は、図１１に示す通り動画像圧縮部１０１を省略して、既に圧縮処理が行われた圧縮動画像データを入力に用いて暗号処理判定部１０２が暗号化部分を特定し、暗号処理部１０３で暗号化を行って暗号化圧縮動画像データと暗号化部分情報とを得る構成にする。
【００６９】
以上より、実施の形態５によれば、メディア暗号化装置を、動画像データが圧縮されてなる、当該動画像データの基本情報を格納したヘッダと当該動画像データの可変長符号を格納したマクロブロックデータとを含む圧縮動画像データが入力されると、ヘッダおよびマクロブロックデータそれぞれの所定部分を暗号化する部分として特定する暗号処理判定部１０２と、圧縮動画像データのうち、暗号処理判定部１０２が特定した部分を暗号化する暗号処理部１０３とを備えるように構成した。このため、既に圧縮処理が行われた圧縮動画像データから暗号化圧縮動画像データを生成することができる。
【００７０】
なお、上記実施の形態１〜５に係るメディア暗号化装置をコンピュータで構成する場合、動画像圧縮部１０１、暗号処理判定部１０２、暗号処理部１０３等の処理内容を記述しているメディア暗号化プログラムをコンピュータのメモリに格納し、コンピュータのＣＰＵがメモリに格納されているメディア暗号化プログラムを実行するようにしてもよい。
同様に、上記実施の形態１〜５に係るメディア暗号復号装置をコンピュータで構成する場合、暗号復号処理部１０４、動画像伸張部１０５等の処理内容を記述しているメディア暗号復号プログラムをコンピュータのメモリに格納し、コンピュータのＣＰＵがメモリに格納されているメディア暗号復号プログラムを実行するようにしてもよい。
【００７１】
実施の形態６．
本実施の形態６では、メディアファイルフォーマットに多重化された動画像データを暗号化および暗号復号する構成のメディア暗号化装置およびメディア暗号復号装置を説明する。以下では、圧縮動画像データを多重化可能な各種メディアファイルフォーマットのうち、ＭＰＥＧ−４形式のメディアファイルフォーマット（以下、ＭＰ４と呼ぶ）を例に用いて説明する。また、動画像圧縮方式として、Ｈ．２６４方式を利用するものとする。
【００７２】
図１２は、本実施の形態６に係るメディア暗号化装置の構成を示すブロック図である。図１２に示すメディア暗号化装置は、非圧縮動画像データをＨ．２６４方式の圧縮動画像データ（圧縮メディアデータ、以下、Ｈ．２６４動画像データと呼ぶ）に圧縮する動画像圧縮部（メディア圧縮部）１０６と、Ｈ．２６４動画像データをＭＰ４に多重化および暗号化して暗号化ＭＰ４データ（暗号化圧縮メディアファイルフォーマット）を生成する暗号化ＭＰ４生成部（暗号化メディアファイルフォーマット作成部）１０７とから構成される。
【００７３】
以下、各処理ブロックを説明する。
動画像圧縮部１０６は、非圧縮動画像データをＨ．２６４方式で圧縮してＨ．２６４動画像データを出力すると共に、Ｈ．２６４動画像解析データを出力する。このＨ．２６４動画像解析データとは、各ピクチャのサイズを示すサイズ情報であり、後段のＭＰ４データ生成に必要なデータである。
【００７４】
暗号化ＭＰ４生成部１０７は、動画像圧縮部１０６から順次入力されるＨ．２６４動画像データおよびＨ．２６４動画像解析データと、別途入力される暗号鍵とを用いて、暗号化ＭＰ４データとＭＰ４暗号化部分情報とを生成する。
【００７５】
ここで、ＭＰ４ファイルの構造を説明する。
ＭＰ４ファイルはボックスと呼ばれるデータ構造を有する。図１３に、ＭＰ４ファイルのボックスの構造を示す。ボックスの構造は、図１３に示すようにボックス長（４バイト）、ボックス名称（４バイト）、データ（ボックス長で指定されたデータサイズ−８バイト）からなる。ボックスは、ボックス名称によって、データ部分のフォーマットおよび内容が決定される。また、ボックスは入れ子になる場合もある。
【００７６】
図１４は、ＭＰ４ファイルのデータ構造の一例を示す図である。図１４ではＭＰＥＧ−４形式のメディアファイルフォーマットの最も単純なファイル構成を示しており、このＭＰ４ファイルはＦＴＹＰ（ファイルタイプ）ボックス、ＭＯＯＶ（ムービー）ボックス、ＭＤＡＴ（メディアデータ）ボックスからなる。ただし、ＭＯＯＶボックスは、後述するように、内部に複数のボックスが入れ子になって形成されたツリー構造を有する。
【００７７】
ＭＯＯＶボックスには、メディアデータ（動画像データ）の基本情報が記録される。例えば、映像の長さ、幅、高さ、音声のサンプリング周波数等である。それ以外にも、ＭＰ４ファイル内にどのようなメディアデータがどの大きさ（サイズ）で多重化されているかを記録している。
このＭＯＯＶボックスが、基本情報多重化領域を構成する。
【００７８】
次に、ＭＯＯＶボックス内に入れ子になっているボックスを説明し、上述の情報がどのように記録されるかを述べる。
ＭＯＯＶボックス内には、ＳＴＳＺ（またはＳＴＺ２、以下、ＳＴＳＺについて述べるときはＳＴＺ２と置き換えてもよい）というボックスが存在する。このＳＴＳＺボックスには、サンプルのサイズが記録される。ここで、サンプルのサイズとは、メディアデータが映像であれば各フレームのサイズとなり、メディアデータが音声であれば決められた時間単位のデータのサイズとなる。従って、このＳＴＳＺボックスの内容から、各メディアデータのＭＰ４ファイル中におけるサイズを知ることができる。
【００７９】
この他、ＭＯＯＶボックス内には、ＳＴＣＯ（またはＣＯ６４、以下、ＳＴＣＯについて述べるときはＣＯ６４と置き換えてもよい）というボックスが存在する。このＳＴＣＯボックスには、ＭＰ４ファイル内におけるチャンクの位置が記録される。チャンクとは、１以上のサンプルをまとめたものであり、メディアデータが映像であれば１以上の映像フレームをひとまとめにしたものであり、メディアデータが音声であれば１以上の決められた時間単位のデータをまとめたものである。
【００８０】
さらに、ＭＯＯＶボックス内には、ＳＴＳＣというボックスが存在する。このＳＴＳＣボックスには、チャンクにおけるサンプルの数が記録される。従って、ＳＴＳＺボックス、ＳＴＣＯボックスおよびＳＴＳＣボックスの内容から、各サンプルの位置とサイズとを求めることができる。
【００８１】
ＭＤＡＴボックスは、映像または音声等の実際のメディアデータを多重化しているボックスである。特に、Ｈ．２６４動画像データを多重化した場合のＭＤＡＴボックスの構造を図１５に示す。図１５に示すピクチャデータとは、Ｈ．２６４方式で圧縮された圧縮動画像データの各ピクチャのデータである。また、サイズとは、各ピクチャのデータのサイズである。つまり、各ピクチャのデータのサイズが容易に分かる構造になっている。
このＭＤＡＴボックスのサイズがサイズ情報多重化領域を構成し、ピクチャデータが可変長符号多重化領域を構成する。
【００８２】
暗号化ＭＰ４生成部１０７が、以上述べたようなＭＰ４ファイル構造のデータ（圧縮メディアファイルフォーマット）を生成する際に、各ピクチャのサイズのデータであるＨ．２６４動画像解析データを用いて、ＳＴＳＺ、ＳＴＣＯおよびＳＴＳＣボックスを生成すると共に、ＭＤＡＴボックス内の各ピクチャのデータのサイズを決定する。
【００８３】
また、暗号化ＭＰ４生成部１０７は、以上述べたようなＭＰ４ファイル構造のデータのうち、ＭＯＯＶボックスの一部とＭＤＡＴボックスの一部を暗号化して、暗号化ＭＰ４データを生成する。
ＭＯＯＶボックス中で暗号化を行う部分（基本情報多重化領域の任意部分）は、ＳＴＳＺ、ＳＴＣＯおよびＳＴＳＣボックスとする。これにより、Ｈ．２６４動画像データの位置およびサイズの特定を困難にすることができる。ただし、暗号化ＭＰ４生成部１０７の暗号化処理能力に余裕がある場合または安全性をより高めたい場合には、ＭＯＯＶボックスのその他の部分を暗号化しても良い。
【００８４】
図１６は、ＭＰ４データ中の暗号化される部分の一例を示す図である。ＭＤＡＴボックス中で暗号化を行う部分は、図１６に示すように、ＭＤＡＴボックス中のサイズ（サイズ情報多重化領域）全体と、サイズの終端からピクチャデータ（可変長符号多重化領域）の先頭を跨る部分とする。このとき、ピクチャデータに関しては、可変長符号の開始位置を含むようにする。サイズから可変長符号開始位置を含むピクチャデータの先頭を跨る部分を暗号化することで、ピクチャのサイズの特定を困難にすると共に、可変長復号を困難とし、安全性を高めることができる。
【００８５】
このように、暗号化ＭＰ４生成部１０７は、図１６に示す部分を暗号化した暗号化ＭＰ４データと、暗号化ＭＰ４データの暗号化部分を示すＭＰ４暗号化部分情報とを生成し、出力する。
【００８６】
次に、暗号化ＭＰ４データの暗号復号を行うメディア暗号復号装置を説明する。
図１７は、本実施の形態６に係るメディア暗号復号装置の構成を示すブロック図である。図１７に示すメディア暗号復号装置は、前述のメディア暗号化装置から出力された暗号化ＭＰ４データ（暗号化圧縮メディアファイルフォーマット）を入力に用いて、暗号化ＭＰ４データ中の暗号化された部分を暗号復号して平文のＭＰ４データ（圧縮メディアファイルフォーマット）を生成する暗号化ＭＰ４暗号復号部（暗号復号処理部）１０８と、ＭＰ４データを解析してＨ．２６４動画像データ（圧縮メディアデータ）を生成するＭＰ４解析部（メディアファイルフォーマット解析部）１０９と、Ｈ．２６４動画像データを伸張して非圧縮動画像データを生成する動画像伸張部（メディア伸張部）１１０とから構成される。
【００８７】
以下、各処理ブロックを説明する。
暗号化ＭＰ４暗号復号部１０８は、ＭＰ４暗号化部分情報および暗号化ＭＰ４データが入力されると、ＭＰ４暗号化部分情報から暗号化ＭＰ４データの図１６に示した暗号化部分を特定し、別途入力される暗号鍵を用いて、その暗号化部分の暗号復号を行い、平文となったＭＰ４データを得る。得られたＭＰ４データはＭＰ４解析部１０９に出力される。
【００８８】
ＭＰ４解析部１０９は、暗号化ＭＰ４データのうち、ＭＯＯＶボックスの一部であるＳＴＳＺ、ＳＴＣＯおよびＳＴＳＣボックスと、ＭＤＡＴボックスの一部であるサイズと、サイズの終端からピクチャデータの先頭を跨る部分とを暗号復号すればよいので、小さな処理量で暗号復号が可能である。
【００８９】
ＭＰ４解析部１０９は、ＭＰ４データの解析を行って、Ｈ．２６４動画像データを取り出し、動画像伸張部１１０に出力する。
【００９０】
動画像伸張部１１０は、Ｈ．２６４動画像データの伸張処理を行い、非圧縮動画像データを得る。
【００９１】
以上より、実施の形態６によれば、メディア暗号化装置を、動画像データを圧縮して、当該動画像データのサイズ情報であるＨ．２６４動画像解析データと当該動画像データの可変長符号を含むＨ．２６４動画像データとを生成する動画像圧縮部１０６と、動画像圧縮部１０６からＨ．２６４動画像データが入力されると、Ｈ．２６４動画像解析データに基づいてＨ．２６４動画像データの基本情報を決定し、ＭＰ４に基本情報、サイズ情報および可変長符号を多重化してＭＯＯＶボックスおよびＭＤＡＴボックスを含むＭＰ４データを生成し、ＭＯＯＶボックスの一部であるＳＴＳＺ、ＳＴＣＯおよびＳＴＳＣボックスと、ＭＤＡＴボックスの一部であるサイズと、サイズの終端からピクチャデータの先頭を跨る部分とを暗号化する暗号化ＭＰ４生成部１０７とを備えるように構成した。このため、暗号化に要する処理を大幅に削減しつつ、攻撃に十分耐えうる安全性の高いＭＰ４データの暗号化が可能になる。
【００９２】
また、実施の形態６によれば、メディア暗号復号装置を、暗号化ＭＰ４データと共に、当該暗号化ＭＰ４データの暗号化された部分を示すＭＰ４暗号化部分情報が入力されると、ＭＰ４暗号化部分情報が示すＭＯＯＶボックスの一部であるＳＴＳＺ、ＳＴＣＯおよびＳＴＳＣボックスと、ＭＤＡＴボックスの一部であるサイズと、サイズの終端からピクチャデータの先頭を跨る部分とを暗号復号してＭＰ４データを生成する暗号化ＭＰ４暗号復号部１０８と、ＭＰ４データを解析して、Ｈ．２６４動画像データを生成するＭＰ４解析部１０９と、Ｈ．２６４動画像データを伸張する動画像伸張部１１０とを備えるように構成した。このため、暗号復号を行う際も、小さな処理量で暗号復号が可能になる。
【００９３】
実施の形態７．
本実施の形態７に係るメディア暗号化装置は、図１２に示す上記実施の形態６のメディア暗号化装置と図面上では同様の構成であるため、以下では図１２を援用して説明する。上記実施の形態６では、ＭＰ４データにおけるＭＯＯＶボックスの一部のＳＴＳＺ、ＳＴＣＯおよびＳＴＳＣボックスと、ＭＤＡＴボックス中のサイズと、サイズの終端から可変長符号開始位置を含むピクチャデータの先頭を跨る部分とを暗号化した。これに対して、本実施の形態７の暗号化ＭＰ４生成部１０７は、ＭＰ４データにおけるＭＯＯＶボックスの一部のＳＴＳＺ、ＳＴＣＯおよびＳＴＳＣボックスと、図１８に示すように、ＭＤＡＴボックス中のサイズと、サイズの終端から可変長符号開始位置を含むピクチャデータの先頭を跨る部分とに加え、さらに、ＭＤＡＴボックスのサイズの直前部分（サイズ情報多重化領域の直前部分）も暗号化する。
【００９４】
サイズの直前部分を暗号化することにより、上記実施の形態６に比べて暗号化に要する処理量は増えるが、各ピクチャデータのサイズの位置およびサイズそのものの特定が困難になり、安全性を高めることができる。
【００９５】
本実施の形態７に係るメディア暗号復号装置は、図１７に示す上記実施の形態６のメディア暗号復号装置と図面上では同様の構成であり、上述したメディア暗号化装置が暗号化した暗号化ＭＰ４データおよびＭＰ４暗号化部分情報を用いて、上記実施の形態６のメディア暗号復号装置と同様の動作により暗号復号を行う。
【００９６】
以上より、実施の形態７によれば、メディア暗号化装置の暗号化ＭＰ４生成部１０７を、ＭＰ４データのうちのＭＯＯＶボックスの一部のＳＴＳＺ、ＳＴＣＯおよびＳＴＳＣボックスと、ＭＤＡＴボックス中のサイズの直前部分と、サイズと、サイズの終端からピクチャデータの先頭を跨る部分とを暗号化するように構成した。このため、各ピクチャデータのサイズの位置およびサイズそのものの特定が困難になり、安全性をより高めることができる。
【００９７】
実施の形態８．
本実施の形態８に係るメディア暗号化装置は、図１２に示す上記実施の形態６のメディア暗号化装置と図面上では同様の構成であるため、以下では図１２を援用して説明する。上記実施の形態６では、ＭＰ４データにおけるＭＯＯＶボックスの一部のＳＴＳＺ、ＳＴＣＯおよびＳＴＳＣボックスと、ＭＤＡＴボックス中のサイズと、可変長符号開始位置を含むピクチャデータの先頭を跨る部分とを暗号化した。これに対して、本実施の形態８の暗号化ＭＰ４生成部１０７は、ＭＰ４データにおけるＭＯＯＶボックスの一部のＳＴＳＺ、ＳＴＣＯおよびＳＴＳＣボックスと、図１９に示すように、ＭＤＡＴボックス中のサイズと、サイズの終端から可変長符号開始位置を含むピクチャデータの先頭を跨る部分とに加え、さらに、ＭＤＡＴボックスのピクチャデータの先頭以外の任意部分（可変長符号多重化領域の先頭以外の任意部分）も暗号化する。
【００９８】
ＭＤＡＴボックスのピクチャデータの先頭以外の任意部分は、完全にランダムに選択しても良いし、またはマクロブロックタイプ等の特定のデータを含む部分を優先的に選択しても良いし、あるいはピクチャデータの前半部分を優先的に選択しても良い。これにより、暗号化を行ったストリームに対して復号装置側で暗号復号を行わずに画像伸張処理を行うような場合に、画像の前半部分で可変長復号が失敗して早い段階で画像伸張処理が中断されるようになるので、安全性を高めることができる。
【００９９】
また、安全性を高めるために、画面内符号化ピクチャのピクチャデータに含まれるマクロブロックデータについては、暗号化部分を増やしても良い。
【０１００】
また、動画像圧縮部１０６のＨ．２６４動画像圧縮方式では、４画素×４ラインの整数精度変換処理、および動きベクトルによる動き補償予測処理が用いられている。そこで、安全性を高めるために、画面内符号化ピクチャデータに含まれるマクロブロックデータについては画像を特徴付ける整数精度変換係数の低周波成分部分を暗号化し、画面間符号化ピクチャデータに含まれるマクロブロックデータについては動きベクトル部分を暗号化する等、ピクチャタイプによって暗号化部分を変更しても良い。
【０１０１】
ＭＤＡＴボックスのピクチャデータの先頭以外の任意部分を暗号化して、各ピクチャデータの暗号化部分を増やすことにより、上記実施の形態６に比べて暗号化に要する処理量は増えるが、安全性をより高めることができる。
【０１０２】
なお、上記実施の形態７と同様にＭＤＡＴボックスのサイズの直線部分に相当するピクチャデータの終端部分も暗号化しても良い。
【０１０３】
本実施の形態８に係るメディア暗号復号装置は、図１７に示す上記実施の形態６のメディア暗号復号装置と図面上では同様の構成であり、上述したメディア暗号化装置が暗号化した暗号化ＭＰ４データおよびＭＰ４暗号化部分情報を用いて、上記実施の形態６のメディア暗号復号装置と同様の動作により暗号復号を行う。
【０１０４】
以上より、実施の形態８によれば、メディア暗号化装置の暗号化ＭＰ４生成部１０７を、ＭＰ４データのうちのＭＯＯＶボックスの一部のＳＴＳＺ、ＳＴＣＯおよびＳＴＳＣボックスと、ＭＤＡＴボックス中のサイズと、サイズの終端からピクチャデータの先頭を跨る部分と、ピクチャデータの先頭以外の任意部分とを暗号化するように構成した。このため、安全性をより高めることができる。
【０１０５】
実施の形態９．
図２０は、本実施の形態９に係るメディア暗号化装置の構成を示すブロック図である。図２０に示すメディア暗号化装置は、Ｈ．２６４動画像データを解析して各ピクチャのサイズ情報であるＨ．２６４動画像解析データを出力する動画像解析部１１１と、暗号化ＭＰ４生成部１０７とから構成される。暗号化ＭＰ４生成部１０７は、図１２に示した上記実施の形態６の暗号化ＭＰ４生成部１０７と同様のため説明を省略する。
【０１０６】
上記実施の形態６〜８に係るメディア暗号化装置は図１２に示したとおり、動画像圧縮部１０６が非圧縮動画像データをＨ．２６４動画像データに圧縮すると共にＨ．２６４動画像解析データを生成し、暗号化ＭＰ４生成部１０７が多重化および暗号化を行って、暗号化ＭＰ４データを得る構成であった。これに対して、本実施の形態９に係るメディア暗号化装置は、図２０に示す通り動画像圧縮部１０６の代わりに動画像解析部１１１を備え、既に圧縮処理が行われたＨ．２６４動画像データを用いて動画像解析部１１１がＨ．２６４動画像解析データを生成し、暗号化ＭＰ４生成部１０７がＨ．２６４動画像データと得られたＨ．２６４動画像解析データとを用いて多重化および暗号化を行い、暗号化ＭＰ４データおよびＭＰ４暗号化部分情報を出力する構成にする。
【０１０７】
以上より、実施の形態９によれば、メディア暗号化装置を、動画像データが圧縮されてなる、当該動画像データの可変長符号を含むＨ．２６４動画像データが入力されると、Ｈ．２６４動画像データを解析して、動画像データのサイズ情報であるＨ．２６４動画像解析データを生成する動画像解析部１１１と、このＨ．２６４動画像解析データに基づいてＨ．２６４動画像データの基本情報を決定し、ＭＰ４に基本情報、サイズ情報および可変長符号を多重化してＭＯＯＶボックスおよびＭＤＡＴボックスを含むＭＰ４データを生成し、ＭＯＯＶボックスおよびＭＤＡＴボックスそれぞれの所定部分を暗号化する暗号化ＭＰ４生成部１０７とを備えるように構成した。このため、既に圧縮処理が行われたＨ．２６４動画像データから暗号化ＭＰ４データを生成することができる。
【０１０８】
なお、上記実施の形態６〜９に係るメディア暗号化装置をコンピュータで構成する場合、動画像圧縮部１０６、暗号化ＭＰ４生成部１０７、動画像解析部１１１等の処理内容を記述しているメディア暗号化プログラムをコンピュータのメモリに格納し、コンピュータのＣＰＵがメモリに格納されているメディア暗号化プログラムを実行するようにしてもよい。
同様に、上記実施の形態６〜９に係るメディア暗号復号装置をコンピュータで構成する場合、暗号化ＭＰ４暗号復号部１０８、ＭＰ４解析部１０９、動画像伸張部１１０等の処理内容を記述しているメディア暗号復号プログラムをコンピュータのメモリに格納し、コンピュータのＣＰＵがメモリに格納されているメディア暗号復号プログラムを実行するようにしてもよい。
【０１０９】
また、上記実施の形態１〜９では、暗号化対象のメディアデータとして動画像データを例に用いて説明したが、データの種類はこれに限定されるものではなく、ヘッダ領域と可変長符号領域とを含む、または基本情報多重化領域とサイズ情報多重化領域と可変長符号多重化領域とを含む音声データ、静止画データ等のメディアデータであってもよい。このようなメディアデータにおいても、ヘッダ領域または基本情報多重化領域に含まれる再生に必要な基本情報（音声データであればチャンネル数、サンプリング周波数およびビット深度等、静止画データであれば画像幅、高さ、ビット深度および量子化パラメータ等）と、ヘッダ領域またはサイズ情報多重化領域から可変長符号開始位置を跨る部分とを暗号化することにより、暗号に要する処理を大幅に削減しながら、安全性の高い暗号化メディアデータを生成することができる。
【符号の説明】
【０１１０】
１０１，１０６  動画像圧縮部、１０２  暗号処理判定部、１０３  暗号処理部、１０４  暗号復号処理部、１０５  動画像伸張部、１０７  暗号化ＭＰ４生成部、１０８  暗号化ＭＰ４暗号復号部、１０９  ＭＰ４解析部、１１０  動画像伸張部、１１１  動画像解析部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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